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单相钛合金晶体塑性有限元研究:多晶集合体特征对力学响应的影响

唐斌 , 谢韶 , 刘毅 , 韩逢博 , 寇宏超 , 李金山

稀有金属

基于率相关晶体塑性理论,以滑移作为主要的变形机制,建立了描述多晶钛合金室温拉伸变形行为的本构模型.并采用三维Voronoi几何模型仿真初始组织创建了多晶集合体.利用该数值模型,探讨了多晶集合体特征对合金宏观力学响应的影响.研究结果表明,多晶集合体三边的尺寸差异将导致集合体的应力应变关系沿3个方向出现各向异性,同时在长度方向上易发生颈缩现象.此外,多晶集合体中的晶粒形貌与取向分布对合金的宏观应力应变响应也有重要的影响.针对单相钛合金建立的晶体塑性有限元模型为钛合金组织控制技术的发展以及加工工艺的优化提供了重要的技术途径.

关键词: 晶体塑性 , 钛合金 , Voronoi图 , 应力应变响应 , 多晶集合体

应力诱发马氏体相变对TiNi形状记忆合金疲劳过程影响的原位实验观察

饶光斌 , 王俭秋 , 韩恩厚 , 柯伟

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.06.004

利用长距离显微镜(QRMS)对经过精细抛光的试佯表面进行观察,原位研究了TiNi形状记忆合金中应力诱发马氏体相变(SIMT)和逆相变对疲劳行为的影响,包括对应力应变响应和疲劳裂纹萌生和裂纹扩展规律的影响,并与普通金属的疲劳行为进行了对比结果表明:TiNi形状记忆合金中可逆的应力诱发马氏体相变有利于改善疲劳性能,然而也正是反复发生的SIMT引起的滑移导致了疲劳裂纹的萌生此外,在实验中还观察到若干反常的疲劳行为,如恒△K加载时裂纹扩展速率对裂纹长度的依赖性、裂纹扩展时的分叉以及疲劳试样表面出现的大量二次裂纹等现象.

关键词: NiTi形状记忆合金 , 应力诱发马氏体相变 , 超弹性 , 应力应变响应 , 疲劳裂纹萌生与扩展

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